一种MIMO微波装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种MIMO微波装置，所述MIMO微波装置的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，所述MIMO微波装置的虚拟阵列为和‑差联合阵列。通过和‑差联合阵列的方式形成虚拟阵列，以增大天线的虚拟孔径，提高微波雷达的角度分辨力，提高了该技术和装置在感知领域的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO微波装置
本专利技术涉及测量设备
，具体涉及一种MIMO微波装置。
技术介绍
阵列天线的优化设计对降低系统成本、提高系统性能起着关键的作用。最小冗余阵因其能用较少的物理阵元形成较大的阵列孔径而备受关注。与传统的天线阵列优化相比，MIMO雷达要综合考虑发射阵和接收阵，因而其阵列优化问题更加复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种MIMO微波装置，以实现优化MIMO微波装置的天线阵列，从而提高MIMO微波装置的角度分辨力。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种MIMO微波装置，所述MIMO微波装置的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，所述MIMO微波装置的虚拟阵列为和-差联合阵列。可选的，所述MIMO微波装置内的处理器用于：用于获取微波装置中接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标；基于所述接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标，计算得到所述接收阵列和发射阵列的和-差联合阵列。可选的，所述处理器还用于：基于预设控制规则以控制发射阵列的两个天线为一组，向目标对象-发送相互正交的波形，将接收阵列接收到的回波信号记为x(t)；计算得到所述回波信号的协方差矩阵Rxx；向量化处理所述协方差矩阵，记为向量矩阵y(k)；计算接收位置相同的回波信号的平均值，记为接收信号y；计算得到所述接收信号y的协方差矩阵Ryy；采用MUSIC算法基于所述向量矩阵y(k)以及协方差矩阵Ryy计算得到角度空间谱。可选的，所述MIMO微波装置中，发射阵列和接收阵列的和阵列为：{xv}＝{xT,n+xR,m|n＝1,2,…,N,m＝1,2,…,M}，其中v＝1,2,…,NM，其中，所述N为微波装置中发射天线的数据量，所述M为微波装置中接收天线的数量，所述xT,n表示第n个发射天线的差分阵列虚拟天线坐标，所述xR,m表示第m个接收天线的差分阵列虚拟天线坐标；所述和-差联合阵列为{xdc,k}＝{xv-xv'|v,v'＝1,2,...,NM}，所述k＝1,2,...,N2M2。可选的，所述MIMO微波装置中，所述接收阵列接收到的回波信号为经过滤波器滤波后的回波信号。可选的，所述MIMO微波装置中，所述N的值为2，M的值为4。基于上述技术方案，本专利技术实施例提供的MIMO微波装置中的接收阵列和发射阵列均为与图1类似的最小冗余线性阵列，通过和-差联合阵列的方式形成虚拟阵列，以增大天线的虚拟孔径，提高微波雷达的角度分辨力，提高了该技术和装置在感知领域的实用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例公开的MIMO微波装置中接收阵列和发射阵列的布局示意图；图2为本申请实施例公开的最小冗余线性阵列的示意图；图3为本申请实施例公开的2发4收MIMO微波装置的和-差联合阵列的各通道权重函数图像；图4为2发4收的MIMO微波装置获得的两个目标的角度谱示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有技术中，微波雷达通常都采用MIMO技术形成虚拟阵列，通过该虚拟阵列，增大微波雷达的天线的虚拟孔径。本文提出一种MIMO微波装置，该MIMO微波装置中的接收阵列和发射阵列均为与图1类似的最小冗余线性阵列，通过和-差联合阵列的方式形成虚拟阵列，以增大天线的虚拟孔径，提高微波雷达的角度分辨力，提高了该技术和装置在感知领域的实用价值。具体的，在本方案中，所述MIMO微波装置的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，所述MIMO微波装置的虚拟阵列为和-差联合阵列，其中，所述和-差联合阵列可以通过MIMO微波装置内的处理器计算得到，在本方案中，所述MIMO微波装置内的处理器可以获取微波装置中接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标；基于所述接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标，计算得到所述接收阵列和发射阵列的和-差联合阵列，具体的，所述处理器可以基于所述均为最小冗余线性阵列的接收阵列和发射阵列获取所述发射阵列和接收阵列中的天线的差分阵列虚拟天线坐标，基于所述发射阵列和接收阵列中的天线的差分阵列虚拟天线坐标计算得到发射阵列和接收阵列的和阵列，和阵列为：{xv}＝{xT,n+xR,m|n＝1,2,…,N,m＝1,2,…,M}，其中v＝1,2,…,NM，其中，所述N为微波装置中发射天线的数量，所述M为微波装置中接收天线的数量，所述xT,n表示第n个发射天线的差分阵列虚拟天线坐标，所述xR,m表示第m个接收天线的差分阵列虚拟天线坐标；再基于所述和阵列，计算得到和-差联合阵列，和-差联合阵列为{xdc,k}＝{xv-xv'|v,v'＝1,2,...,NM}，所述k＝1,2,...,N2M2。所述MIMO微波装置基于所述最小冗余线性阵列的接收阵列和发射阵列和所述和-差联合阵列进行微波信号的处理，经验证，采用本方案设计的MIMO微波装置与传统的MIMO微波装置相比较具有较高的角度分辨力。在本申请实施例公开的技术方案中，所述MIMO微波装置采用微波作为检测媒介，使得所述MIMO微波装置具备光波的探测精度和微波的全天候工作特性，其环境适应性以及设备后期维护性要远远优于其他频段的检测设备；同时，由于MIMO微波装置中的传感器采用微波段，所以MIMO微波装置的天线尺寸很小，传感器本身的尺寸也很小，方便了MIMO微波装置的安装和拆卸。关于所述MIMO微波装置的前端阵列天线与射频模块：在本申请实施例公开的技术方案中，采用非均匀线性阵列天线，所述阵列天线的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，通过一个比较宽的波束对检测区域内进行覆盖，然后在信号处理中通过数字波束形成算法对检测区域内进行多波束扫描，通过这样可以提高对多目标检测的分辨率。例如，参见图2，本申请实施例公开的非均匀线性阵列天线的布局如图1所示，在图1公开的示例中，所述Rx1、Rx2、Rx2和Rx4表示接收天线，所述Tx1和Tx2表示发射天线，所述dr表示相邻的两个天线之间的距离。具体的，图1示例中的发射天线和接收天线的差分阵列虚拟天线坐标可以图表1所示表1Tx天线X轴坐标Rx天线X轴坐标Tx10Rx10Tx29λ/2Rx23λ/2Rx34λ/2<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MIMO微波装置，其特征在于，所述MIMO微波装置的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，所述MIMO微波装置的虚拟阵列为和-差联合阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种MIMO微波装置，其特征在于，所述MIMO微波装置的接收阵列和发射阵列均为最小冗余线性阵列，所述MIMO微波装置的虚拟阵列为和-差联合阵列。


2.根据权利要求1所述的MIMO微波装置，其特征在于，所述MIMO微波装置内的处理器用于：
用于获取微波装置中接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标；基于所述接收阵列和发射阵列的差分阵列虚拟天线坐标，计算得到所述接收阵列和发射阵列的和-差联合阵列。


3.根据权利要求2所述的MIMO微波装置，其特征在于，所述处理器还用于：
基于预设控制规则以控制发射阵列的两个天线为一组，向目标对象-发送相互正交的波形，将接收阵列接收到的回波信号记为x(t)；计算得到所述回波信号的协方差矩阵Rxx；向量化处理所述协方差矩阵，记为向量矩阵y(k)；计算接收位置相同的回波信号的平均值，记为接收信号y；计算得到所述接收信号y的协方差矩阵Ryy；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶征，张军，王鹏立，
申请(专利权)人：南京慧尔视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32